Principewerking

Een elektromagnetische lusdetector (kortweg lusdetector) bestaat uit een lus van koperdraad die in het wegdek is aangebracht en die verbonden is met een elektronische schakeling (zie figuur 11-1). In situaties waar het wegdek uit klinkers of tegels bestaat, wordt de lus in een beschermende huls onder de verharding aangebracht. Voor het aanbrengen van een lus in asfalt- of betonwegen wordt een sleuf van circa 1 centimeter breed en circa 4 centimeter diep in de toplaag van het wegdek gezaagd (zie figuur 11-2). In deze sleuf wordt de lus aangebracht, waarna de sleuf met bitumen wordt dichtgemaakt. Ook zijn er lussen die in de tussenlaag worden aangebracht. In dit geval is de sleuf 1 tot 2 cm diep en wordt na het aanbrengen van de lus de sleuf afgedicht met twee-componentenmateriaal.

De lus bevat een of meer windingen (spoel). Onder klinkers en voor fietsers worden vaak kabels met tot wel 5 tot 7 aders gebruikt die kunnen worden doorverbonden. Het aantal windingen kan zo tijdens de aanleg worden gewijzigd. De elektronische schakeling, waarop de lus is aangesloten, stuurt een wisselstroom door de lus. Daardoor ontstaat boven de lus een wisselend magnetisch veld. De frequentie van deze wisselstroom is afhankelijk van de zelfinductie van de lus. De grootte van de zelfinductie wordt bepaald door zowel de afmetingen van de lus, het aantal windingen als het medium waarin de magnetische veldlijnen zich bevinden.

Wanneer zich boven de lus een object bestaande uit geleidend materiaal (een voertuig) bevindt (zie figuur 11-3), verandert de zelfinductie van de lus en daardoor ook de frequentie van de stroom.

Deze veranderingen van het magnetisch veld (ook wel de verstemming genoemd) worden met behulp van de elektronische schakeling gedetecteerd en omgezet in een uitgangssignaal. Er worden twee soorten uitgangssignalen van een lusdetector onderscheiden: een binair uitgangssignaal en een analoog uitgangssignaal. Beide worden hierna toegelicht.

Binair uitgangssignaal
De verstemming van het magnetische veld wordt vergeleken met een vooraf ingestelde drempelwaarde (zie figuur 11­-4). Als de verstemming kleiner is dan de drempelwaarde, heeft de uitgang van de lusdetector de waarde 0. Is de verstemming groter dan de drempelwaarde, dan heeft de uitgang de waarde 1. De toestand waarin het uitgangssignaal de waarde 1 heeft, wordt een detectormelding genoemd.

In de praktijk kan het voorkomen dat de maximale verstemming bij het passeren van een voertuig ongeveer even groot is als de ingestelde drempelwaarde. Tijdens het passeren van het voertuig zal de verstemming geen constante waarde hebben, waardoor het mogelijk is dat de verstemming verschillende keren de drempelwaarde overschrijdt en onderschrijdt (zie het tweede voertuig in figuur 11-­4). Dit heeft tot gevolg dat de uitgang van de lusdetector tijdens het passeren van het voertuig verschillende detectormeldingen afgeeft. Om dit ongewenste verschijnsel te voorkomen, worden twee drempelwaarden ingesteld (zie figuur 11-­5). Als de drempelwaarde ‘AAN’ wordt overschreden, is het uitgangssignaal 1 (begin detectormelding). Op het moment dat de verstemming weer kleiner wordt dan de lager ingestelde drempelwaarde ‘UIT’, wordt het uitgangssignaal weer 0 (einde detectormelding).

Analoog uitgangssignaal
In dit geval is de grootte van het uitgangssignaal recht evenredig met de mate van verstemming en daarmee met de hoeveelheid metaal boven de lus. Door nu een relatie te veronderstellen tussen de mate van verstemming en het aantal voertuigen boven een lus, kan (bij benadering) het aantal voertuigen boven de lus worden gemeten (zie figuur 11­-6). Een zinvolle toepassing van een analoge lusdetector vraagt uiter­aard om een relatief lange lus, waarboven zich gelijktijdig meerdere voertuigen kunnen bevinden. In de praktijk worden analoge lusdetectoren bij verkeersregelinstallaties nauwelijks toegepast. Hierna wordt onder een lusdetector daarom steeds een lusdetector met een binair uitgangssignaal verstaan.